CalcVectorPC v Veröffentlicht 2016 Copyright S-cubic GmbH. Krebsbachstr. 12 D Bergisch Gladbach

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1 CalcVectorPC v1.0.0

3 Inhaltsverzeichnis 1. Applikation Euler Winkel Importieren / Exportieren von Dateien Importieren von Dateien Exportieren von Dateien D Ansicht Installation Sprache ändern Vektor Berechnungen Addition / Subtraktion Invertierung Konvertierung Geometrie Berechnungen Kugel Berechnen Kreis Berechnen Rad - Grad konvertieren Geokoordinaten - Winkel konvertieren Abstand von Geokoordinaten Roboter Berechnungen TCP (Tool Center Point) Berechnung mit 4 Punkten Ansicht und Winkeländerung eines TCP (Tool Center Point) Berechnen eines Frames (Base) Indirekte Frame Berechnung Informatik Konvertiert BCD Code - Integer Konvertiert Dezimal - Hexadezimal - Binär Werte Bytes vertauscht iii

4 Abbildungsverzeichnis 1.1. CSV Dateien laden CSV Dateien exportieren Sprache Deutsch Sprache Englisch Vektor Berechnungen Vektor Addition / Subtraktion Vektoren vertauschen Vektor Invertierung Vektor Konvertierung Geometrie Berechnungen Geometrie Kugel Berechnen Geometrie Kreis Berechnen Geometrie Rad - Grad konvertieren Geometrie Geokoordinaten - Winkel konvertieren Geometrie Abstand von Geokoordinaten Roboter Berechnungen Roboter TCP Berechnung mit 4 Punkten Roboter Ansicht und Winkeländerung eines TCPs Roboter Berechnen eines Frames (Base) Roboter Indirekte Frame (Base) Berechnung Informatik Informatik Konvertiert BCD Code - Integer Informatik Konvertiert Dezimal - Hexadezimal - Binär Werte Informatik Bytes vertauscht iv

5 1 Applikation Applikation zur Berechnung und Konvertierungen von Vektoren, Industrieroboter, Geomtetrie und Informatik. Für Android Systeme bieten wir diese Version auch als APP an. Diese kann im Google Playstore erworben werden Euler Winkel Folgende Euler Winkel können bei der Vektor und Roboter Berechnung verwendet werden. Rz Ry Rx (ABC) Winkelformat Rz, Ry, Rx (ABC). Wird von KUKA Industrierobotern verwendet Rz Ry Rz (AER) Winkelformat Rz, Ry, Rz (AER). Wird von Comau Industrierobotern verwendet. Rx Ry Rz (RPY invertiert) Winkelformat Rx, Ry, Rz (RPY in umgekehrter Reihenfolge). Wird von Fanuc Industrierobotern verwendet. Quatanion Winkelformat Quatanion (q1, q2, q3, q4). Wird von ABB Industrierobotern verwendet. Rx Rz Ry Winkelformat Rx, Rz, Ry. Rz Rx Ry Winkelformat Rz, Rx, Ry. Ry Rx Rz Winkelformat Ry, Rx, Rz. Ry Rz Rx Winkelformat Ry, Rz, Rx. Rx Ry Rz (RPY) Winkelformat Rx, Ry, Rz. Wird in OLP Systemen verwendet 1

6 Applikation 1.2. Importieren / Exportieren von Dateien Es können Daten (Positionen, TCP und Vektoren aus CSV Dateien gelesen werden und Ergebnisse in CSV Dateien exportiert werden. 2

7 Applikation Importieren von Dateien Abbildung 1.1. CSV Dateien laden Öffnet einen Dialog zum laden von CSV Dateien. Die Werte in den Dateien müssen mit einem Simikolon getrennt werden. Ob die Dezimalstelle mit einem Komma oder Punkt eingetragen wird spielt keine Rolle. Die Dateien müssen folgendes Format haben: X;Y;Z;R1;R2;R3;(q4) X: X Wert Y: Y Wert Z: Z Wert R1: Erster Winkel R2: Zweiter Winkel R3: Dritter Winkel q4: Bei Euler Winkel Quatanion ist dies q4 Anmerkung Sollen mehrere Positionen geladen werden, dann müssen die Positionen mit einem Zeilenumbruch getrennt werden. Beispiel einer Datei mit 4 Positionen: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;1969.7; ; ; ;

8 Applikation Exportieren von Dateien Abbildung 1.2. CSV Dateien exportieren Öffnet einen Dialog zum exportieren von CSV Dateien. Die Werte in den Dateien werden mit einem Simikolon getrennt. Wird Dezimalstelle als "," angewählt, dann wird die Dezimalstelle mit einem Komma gespeichert. Die Dateien haben folgendes Format: X;Y;Z;R1;R2;R3;q4 X: X Wert Y: Y Wert Z: Z Wert R1: Erster Winkel R2: Zweiter Winkel R3: Dritter Winkel q4: Bei Euler Winkel Quatanion ist dies q4 Anmerkung Werden mehrere Positionen gespeichert, dann sind diese Positionen mit einem Zeilenumbruch getrennt. Beispiel einer Datei mit 4 Positionen: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;1969.7; ; ; ; Anmerkung Zusätzliche Informationen, wie Radius oder mittlerer Fehler werden nicht exportiert. 4

9 Applikation D Ansicht Diese Ansicht ist bei folgenden Berechnungen verfügbar: Vektor Addition / Subtraktion Vektor Invertierung Geometrie Kugel Berechnung Geometrie Kreis Berechnung Roboter TCP Berechnung mit 4 Punkten Roboter Ansicht / Winkel Änderung TCP Roboter Frame Berechnung Roboter indirekte Frame Berechnung Wird mit der Maus über ein Element gefahren so wird eine kleine Beschreibung des Elementes ausgegeben. Mit der gehalteten linken Maus Taste kann die Ansicht verschoben werden. Mit der gehalteten rechten Maus Taste kann die Ansicht verdreht werden. Mit dem Maus Rad kann gezoomt werden. Anmerkung Durch halten der Umschalt Taste kann die Verschiebung bzw. Verdrehung beschleunigt und mit der Steuerungs Taste verlangsamt werden. 5

10 2 Installation Zur Installation führen Sie das Programm CalcVectorPC.exe aus. Dieses liegt im Root Verzeichnis von der CD. Folgen Sie den Anweisung der Installation. Achtung Sie müssen als Administrator angemeldet sein. Stecken Sie den Dongle in einen freien USB Port und starten Sie die Software. Anmerkung Falls Sie keinen Dongle haben, wird die Software im Demo Modus gestartet. 6

11 3 Sprache ändern Zum Umschalten der Sprache wählen Sie im oberen Bereich die jeweilige Fahne für die Sprache aus. Abbildung 3.1. Sprache Deutsch Die Sprache wird auf Deutsch gesetzt. Abbildung 3.2. Sprache Englisch Die Sprache wird auf Englisch gesetzt. 7

12 4 Vektor Berechnungen Abbildung 4.1. Vektor Berechnungen 4.1. Addition / Subtraktion Abbildung 4.2. Vektor Addition / Subtraktion Addiert bzw. Subtrahiert zwei Vektoren. Tragen Sie in den Tabellen die zu addierende bzw. subtriehrende Vektoren ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Abbildung 4.3. Vektoren vertauschen Über diese Taste kann der erste Vektor mit dem zweiten Vektor vertauscht werden. Addition Addiert den zweiten Vektor auf den ersten. Subtraktion Subtrahiert den zweiten Vektor von den ersten. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der addition bzw. subtraktion eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung werden die Vektoren in der 3D Ansicht angezeigt. 8

13 Vektor Berechnungen 4.2. Invertierung Abbildung 4.4. Vektor Invertierung Invertiert einen Vektor. Tragen Sie in der Tabelle den zu invertierenden Vektor ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden kann der Vektor aus einer CSV Datei geladen werden. Berechnen Invertiert den Vektor. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Invertierung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung werden die Vektoren in der 3D Ansicht angezeigt. 9

14 Vektor Berechnungen 4.3. Konvertierung Abbildung 4.5. Vektor Konvertierung Konvertiert einen Vektor von einem Euler Winkel Format in ein anderes. Tragen Sie in der Tabelle den zu konvertierenden Vektor ein. Das Euler Winkelformat von den Ursprungs Vektor kann in dem ersten Auswahl Feld geändert werden, das Format für die Konvertierung wird im zweiten (Nach) Feld ausgewählt. Über die Taste CSV laden kann der Vektor aus einer CSV Datei geladen werden. Berechnen Konvertiert den Vektor. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Konvertierung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. In den Tabellen Ursprung Matrix und Ziel Matrix werden die Werte der Rotations Matrix angezeigt. 10

15 5 Geometrie Berechnungen Abbildung 5.1. Geometrie Berechnungen 5.1. Kugel Berechnen Abbildung 5.2. Geometrie Kugel Berechnen Berechnet eine Kugel im Raum anhand von vier Punkten. Als Ergebnis wird der Mittelpunkt der Kugel im Raum und der Radius der Kugel ausgegeben. Tragen Sie in der Tabelle die vier Positionen zu Berechnung einer Kugel im Raum ein. Über die Taste CSV laden können die Positionen aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet die Kugel. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung wird die Kugel und Positionen in der 3D Ansicht angezeigt. 11

16 Geometrie Berechnungen 5.2. Kreis Berechnen Abbildung 5.3. Geometrie Kreis Berechnen Berechnet einen Kreis im Raum anhand von drei Punkten. Folgende Werte werden als Ergebnis ausgegeben: X, Y, Z Mittelpunkt des Kreises im Raum. Radius Radius des Kreises. Bogenlänge Länge des Bogen zwischen Start- und Endpunkt. Umfang Umfang des Kreises. Fläche Fläche des Kreises. Schnittwinkel Winkel zwischen Start- und Endpunkt. Tragen Sie in der Tabelle die drei Positionen zu Berechnung einer Kreis im Raum ein. Anmerkung Pos 1 Startpunkt des Bogens. Pos 2 Zwischen Punkt auf dem Kreisbogen. Pos 3 End Punkt des Bogens. Über die Taste CSV laden können die Positionen aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet den Kreis. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung wird der Kreis und Positionen in der 3D Ansicht angezeigt. 12

17 Geometrie Berechnungen 5.3. Rad - Grad konvertieren Abbildung 5.4. Geometrie Rad - Grad konvertieren Konvertiert Rad in Grad und Grad in Rad In den oberen Fenster wird die Konvertierung Rad in Grad durchgeführt und in dem unteren Fenster Grad in Rad. Berechnen Die jeweilige Konvertierung wird ausgeführt. 13

18 Geometrie Berechnungen 5.4. Geokoordinaten - Winkel konvertieren Abbildung 5.5. Geometrie Geokoordinaten - Winkel konvertieren Konvertiert Geokoordinaten in Winkel und Winkel in Geokoordinaten In den oberen Fenster wird die Konvertierung Geokoordinaten in Winkel durchgeführt und in dem unteren Fenster Winkel in Geokoordinaten. Das Winkelformat kann über die Tasten Rad oder Grad eingestellt werden. Berechnen Die jeweilige Konvertierung wird ausgeführt. 14

19 Geometrie Berechnungen 5.5. Abstand von Geokoordinaten Abbildung 5.6. Geometrie Abstand von Geokoordinaten Berechnet den Abstand von Geokoordinaten in km. In dem linken Fenster wird der Abstand anhand von Geokoordinaten berechnet und in dem rechten Fenster wird der Abstand anhand von Winkeln berechnet. Das Winkelformat wird über die Tasten Rad oder Grad eingestellt. Geben Sie für jeden Punkt Längengrad und Breitengrad an. Berechnen Der Abstand wird berechnet und im Ergebnis ausgegeben (km). 15

20 6 Roboter Berechnungen Abbildung 6.1. Roboter Berechnungen 6.1. TCP (Tool Center Point) Berechnung mit 4 Punkten Abbildung 6.2. Roboter TCP Berechnung mit 4 Punkten Berechnet einen TCP anhand von vier Positionen. Als Ergebnis wird der ermittelte TCP, Radius und gemittelter Fehler ausgegeben. Tragen Sie in die obere Tabelle die vier Positionen ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. In der mittleren Tabelle kann ein Winkel des TCPs vorgegeben werden, dieser kann auch mit einem anderen Euler Winkelformat erstellt werden. Wählen sie in dem Auswahlfeld das Winkelformat an das Sie verwenden möchten. Dieser Winkel wird nach der Berechnung in das Ergebnis mit dem TCP Winkelformat eingetragen. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet den TCP. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. 16

21 Roboter Berechnungen Nach der Berechnung wird der TCP, Kugel um den TCP und die Positionen, sowie der Handflansch in der 3D Ansicht angezeigt. 17

22 Roboter Berechnungen 6.2. Ansicht und Winkeländerung eines TCP (Tool Center Point) Abbildung 6.3. Roboter Ansicht und Winkeländerung eines TCPs Der TCP wird in 3D Ansicht angezeigt und der Winkel kann über das gleiche Euler Winkelformat oder ein anderes Winkelformat eingestellt werden. Nach der Berechnung wird das gewählte Winkelformat in das Winkelformat des TCPs konvertiert. Tragen Sie in die obere Tabelle den TCP ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. In der mittleren Tabelle kann ein Winkel des TCPs vorgegeben werden, dieser kann auch mit einem anderen Euler Winkelformat erstellt werden. Wählen sie in dem Auswahlfeld das Winkelformat an das Sie verwenden möchten. Dieser Winkel wird nach der Berechnung in das Ergebnis mit dem TCP Winkelformat konvertiert. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet den TCP mit dem neuen Winkel und zeigt den TCP in der 3D Ansicht an. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung wird der TCP, Kugel um den TCP und die Positionen, sowie der Handflansch in der 3D Ansicht angezeigt. 18

23 Roboter Berechnungen 6.3. Berechnen eines Frames (Base) Abbildung 6.4. Roboter Berechnen eines Frames (Base) Berechnet ein Frame anhand von drei Positionen. Als Ergebnis wird das ermittelte Frame ausgegeben. Die Richtungen können in dem Auswahlfeld oberhalb der Tabelle ausgewählt werden: Pos 2: X, Pos 3: Y Positon 2 Richtung X und Position 3 Richtung Y. Pos 2: X, Pos 3: Z Positon 2 Richtung X und Position 3 Richtung Z. Pos 2: Y, Pos 3: X Positon 2 Richtung Y und Position 3 Richtung X. Pos 2: Y, Pos 3: Z Positon 2 Richtung Y und Position 3 Richtung Z. Pos 2: Z, Pos 3: X Positon 2 Richtung Z und Position 3 Richtung X. Pos 2: Z, Pos 3: Y Positon 2 Richtung Z und Position 3 Richtung Y. Anmerkung Beschreibung der Positionen: Pos 1 Ursprung der neuen Frames. Pos 2 Je nach Wahl in dem Auswahlfeld der Richtung von Pos 1. Pos 3 Je nach Wahl in dem Auswahlfeld der Richtung von Pos 2. Tragen Sie in die obere Tabelle die drei Positionen für die Berechnung des Frames ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet das Frame. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung wird das Frame mit Koordinatensystem und Fläche, sowie die Positionen in der 3D Ansicht angezeigt. 19

24 Roboter Berechnungen 6.4. Indirekte Frame Berechnung Abbildung 6.5. Roboter Indirekte Frame (Base) Berechnung Berechnet ein Frame anhand von 3-8 Positionen und Referenzen. Die Referenzen beziehen sich auf den Nullpunkt des Frames und über die Positionen wird dieser Punkt berechnet. Als Ergebnis wird das ermittelte Frame und der gemittelter Fehler ausgegeben. In dem Auswahlfeld Anzahl Punkte können die Anzahl der Positionen eingetragen werden. Anmerkung Die Anzahl der Positionen und Referenzen müssen übereinstimmen. Tragen Sie in die obere Tabelle die Positionen ein. Das Euler Winkelformat kann in den Auswahl Feld geändert werden. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Tragen Sie in die obere Tabelle die Referenzen ein. Über die Taste CSV laden können Vektoren aus einer CSV Datei geladen werden. Über die Taste CSV Datei speichern können die Positionen in eine CSV Datei gespeichert werden. Berechnen Berechnet das Frame. In der unteren Tabelle wird das Ergebnis der Berechnung eingetragen. Über die Taste CSV Datei speichern kann das Ergebnis in einer CSV Datei gespeichert werden. Nach der Berechnung wird das Frame, die Referenzen und die Positionen in der 3D Ansicht angezeigt. 20

25 7 Informatik Abbildung 7.1. Informatik 7.1. Konvertiert BCD Code - Integer Abbildung 7.2. Informatik Konvertiert BCD Code - Integer Konvertiert Integer nach BCD Code und BCD Code nach Integer. Über die Tasten 8 Bit, 16 Bit und 32 Bit können Sie die Bitbreite vorgeben. In dem Feld Wert kann die Ganzzahl bzw. der BCD Code eingegeben werden. BCD nach Integer Der eingegebene Wert (BCD Code) wird umgewandelt in eine Ganzzahl. Integer nach BCD Der eingegebene Wert (Integer) wird umgewandelt in einen BCD Code. Nach der Konvertierung erscheint das Ergebnis in dem Feld Ergebnis. Desweiteren werden die Bytes unterhalb des Ergebinisses dargestellt und der Integer Wert und BCD Code wird ausgegeben. 21

26 Informatik 7.2. Konvertiert Dezimal - Hexadezimal - Binär Werte Abbildung 7.3. Informatik Konvertiert Dezimal - Hexadezimal - Binär Werte Über die Tasten 8 Bit, 16 Bit und 32 Bit können Sie die Bitbreite vorgeben. Durch Eingabe von Werten wird die Konvertierung direkt ausgeführt. Eingabefelder: Dezimal Dezimal Wert wird in Hexadezimal und Binär Werte konvertiert. Hex Hexadezimal Wert wird in Dezimal und Binär Werte konvertiert. Binär Bin/auml;r Wert wird in Dezimal und Hexadezimal Werte konvertiert. Die Bytes werden unterhalb der Eingabefeldern dargestellt. 22

27 Informatik 7.3. Bytes vertauscht Abbildung 7.4. Informatik Bytes vertauscht Über die Tasten 16 Bit und 32 Bit können Sie die Bitbreite vorgeben. Durch Eingabe von Werten wird die Berechnung direkt ausgeführt. Im Ergebnis wird die Zahl mit vertauschten Bytes ausgegeben. Die Bytes der Eingabe und die vertauschten Bytes werden unterhalb der Eingabefeldern dargestellt. 23